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层次化QoS中网络拥塞控制算法的研究

作　者: 陈洪山
导　师: 宋茂忠
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 层次化QoS 集成服务区分服务队列调度队列管理
分类号: TP393.06
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 28次
引　用: 1次
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内容摘要

随着用户规模的扩大和业务种类的增多,大量新兴的业务,如VoIP、IPTV等,都以IP网络作为承载网络,同时,运营商希望在现有的接入网基础上架设下一代网络,这就要求网络设备不仅能够进一步细化区分业务流量,还要能够对多个用户、多种业务、多种流量等传输对象进行统一的管理和分层调度。对于这种情况,普通的QoS无法满足要求,于是一种新的层次化QoS调度策略便应运而生。本文以高端路由交换机中层次化QoS的实现为背景,首先对QoS技术进行简要介绍,对QoS区分服务模型中的报文分类,流量监管和整形,拥塞避免,拥塞管理等关键技术进行了研究。阐述了层次化QoS调度模型的基本原理及具体实现,对层次化QoS中网络拥塞控制算法中的队列调度和队列管理进行了深入分析。系统介绍了层次化QoS调度模型中端口层、用户组层、用户层、用户业务层四个层次的调度算法,实现了网络设备对多个用户、多种业务、多种流量等传输对象进行统一管理和分层调度。接下来对层次化QoS调度策略的分层调度性能进行了测试验证。针对当前网络设备中普遍采用的RED算法存在的优缺点,深入分析其不能很好工作的原因,研究一种改进的基于公平性的主动队列管理算法,在不增加算法复杂度的基础上,使其能够根据网络负载的变化,自适应调整丢包率,同时兼顾网络带宽的公平性,解决了拥塞状态下,非适应流抢占网络带宽的问题,具有良好的扩展性。最后使用网络仿真工具NS2对改进后的算法进行仿真,对比RED算法对仿真结果进行分析表明,改进后的算法具有更好的综合性能。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
图表清单  8-10
注释表  10-11
第一章绪论  11-16
  1.1 课题研究背景  11-12
  1.2 QoS 定义和概述  12-13
  1.3 国内外研究现状  13-14
  1.4 论文研究主要工作及章节安排  14-16
第二章 IntServ 模型和DiffServ 模型  16-24
  2.1 IntServ 模型  16-19
    2.1.1 IntServ 模型中的服务  16
    2.1.2 IntServ 模型中的功能部件  16-18
    2.1.3 IntServ 的优缺点  18-19
  2.2 DiffServ 模型  19-23
    2.2.1 DiffServ 模型的组成部分  19-21
    2.2.2 DiffServ 模型的基本结构原理  21
    2.2.3 DiffServ 模型提供的服务  21-22
    2.2.4 DiffServ 模型的优缺点  22-23
  2.3 本章小结  23-24
第三章 DiffServ 模型中QoS 关键技术  24-36
  3.1 流量分类与标记  24
  3.2 流量评估  24-26
  3.3 流量调节  26-28
    3.3.1 流量监管  26-27
    3.3.2 流量整形  27-28
  3.4 拥塞避免  28-29
  3.5 拥塞管理  29-35
    3.5.1 队列调度  29-30
    3.5.2 典型的队列调度算法  30-35
      3.5.2.1 简单队列调度算法  30-31
      3.5.2.2 基于时间戳的TS（Time-Stamp）的调度算法  31-33
      3.5.2.3 基于轮询RR（Round Robin）的调度算法  33-35
  3.6 本章小结  35-36
第四章层次化QoS 调度模型  36-61
  4.1 层次化QoS 基本模型  36-38
  4.2 层次化QoS 实现  38-53
    4.2.1 系统架构  38-44
      4.2.1.1 控制层面  38-41
      4.2.1.2 转发层面  41-44
    4.2.2 层次化QoS 分层调度的实现  44-53
      4.2.2.1 流分类的实现  44-46
      4.2.2.2 流量监管和流量整形的实现  46-47
      4.2.2.3 普通QoS 调度实现  47-49
      4.2.2.4 层次化QoS 调度实现  49-53
  4.3 对层次化QoS 进行功能测试  53-60
    4.3.1 层次化QoS 测试点设计  53-54
    4.3.2 层次化QoS 测试配置  54-55
    4.3.3 层次化QoS 测试分析  55-60
  4.4 本章小结  60-61
第五章层次化QoS 中队列管理算法研究  61-85
  5.1 队列管理对QoS 的意义  61
  5.2 几种典型的队列管理算法  61-69
    5.2.1 尾丢弃  61-63
    5.2.2 RED 算法  63-66
    5.2.3 RIO 算法  66-68
    5.2.4 CHOKE  68-69
  5.3 一种改进基于公平性的AQM 算法  69-83
    5.3.1 算法设计  69-72
    5.3.2 NS2 介绍  72-74
    5.3.3 算法仿真分析  74-83
  5.4 本章小结  83-85
结束语  85-86
参考文献  86-90
致谢  90-91
在学期间发表的论文  91

层次化QoS中网络拥塞控制算法的研究

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